Введение к работе
Актуальность работы. Для любой индустриально развитой страны приоритетным направлением Государственной политики является формирование здоровой нации, путем обеспечения продовольственной безопасности и системы здорового питания. По данным института питания РАМН у большинства населения России выявлены нарушения полноценного питания, обусловленные, как недостаточным потреблением пищевых веществ, так и нарушением их пищевого статуса, т.е. дефицитом потребления растительных жиров, полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, полноценных белков, в том числе растительных, большинства витаминов, провитаминов, минеральных веществ, а также выраженным дефицитом пищевых волокон полисахаридной природы.
Большой вклад в решение фундаментальных основ технологий переработки растительного сырья, ориентированных на выпуск соответствующей мировым стандартам высококачественной и высокопитательной продукции, в том числе и функционального назначения, внесли исследования В.М. Поздняковского, Л. Г. Елисеевой, А.П. Нечаева, А.Ю. Шазо, А.Т. Марха, А.Ф. Фан-Юнга, Б.Л. Флауменбаума, Г.И. Касьянова, Г. М. Зайко, В.А. Тутельяна и др. ученых.
Одним из важных звеньев сбалансированного питания является ежедневное потребление продуктов растительного происхождения, среди которых особое место занимает виноград, обладающий ценнейшими пищевыми, диетическими и лечебно-профилактическими свойствами. По расчетам института питания РАМН виноград является необходимым компонентом в структуре питания, «фрукты, ягоды и виноград в среднедушевой физиологически обоснованной норме питания должны составлять 100 кг в год, в том числе не менее 10 кг свежего винограда на душу населения».
Пищевая промышленность РД является одной из социально значимых отраслей экономики и насчитывает 427 зарегистрированных предприятий всех форм собственности. Производственные мощности перерабатывающих предприятий используются в среднем на 15-20 процентов, хотя имеют достаточно большие годовые мощности производства.
Для динамичного развития отрасли необходимы: модернизация производственного процесса предприятий и обновление производственных фондов; повышение эффективности маркетинговой работы и менеджмента; повышение технологического уровня производства и внедрение ресурсосберегающих и экологически чистых технологий.
В связи с вышесказанным, решение проблемы обеспечения населения биологически ценными экологически чистыми натуральными продуктами питания на основе местного растительного сырья, заключающаяся в разработке новых рецептур и технологических решений, гарантирующих сохранение нативной физиологической ценности сырьевых компонентов, обоснование целесообразности включения в состав пищевых продуктов веществ, проявляющих антиоксидантную и витаминную активность, оптимизация состава создаваемых функциональных продуктов, создание ресурсосберегающих технологий, является актуальным направлением исследований.
Целью работы является разработка системы обеспечения населения продуктами повышенной пищевой ценности на основе местного растительного сырья, отвечающим современным требованиям науки о питании, базирующейся на комплексной оценки столовых сортов винограда и плодово-ягодной продукции, совершенствовании технологий производства, создании новых функциональных продуктов питания и биологически активных добавок, а также внедрении ресурсосберегающих технологий переработки вторичных сырьевых ресурсов.
Задачи исследований: дать анализ современного состояния и перспективы развития перерабатывающей промышленности и отраслей плодоводства и виноградарства в Республике Дагестан; провести маркетинговые исследования для выявления спроса и предложения на продукты плодово-ягодной консервной продукции; провести комплексные исследования по определению товарного качества, потребительских свойств столовых сортов винограда и плодово-ягодного сырья (абрикоса, малины, земляники, черешни, облепихи, шиповника); разработать рекомендации по формированию товарного качества, пищевой ценности и безопасности столового винограда и консервированной продукции из него; подобрать сорта винограда и разработать новые виды консервной продукции, кондитерские изделия и безалкогольные напитки на основе винограда с высокими потребительскими свойствами и пищевой и биологической ценностью; совершенствовать технологические процессы и оптимизировать технологические параметры производства продуктов питания с целью повышения ее пищевой ценности и товарного качества; разработать научно-обоснованные рецептуры с целью расширения ассортимента функциональных продуктов питания и продуктов с повышенной пищевой и биологической ценностью; разработать оптимальные технологии переработки вторичных сырьевых ресурсов перерабатывающих производств с целью создания биологически активных добавок; разработать методы оценки качества новых видов продукции; разработать информационно-математическую модель качества сырья на основе дифференциального, регрессионного и корреляционного анализов биохимических, технологических, микробиологических факторов, позволяющих прогнозировать пищевую и биологическую ценность готовой продукции разработать и утвердить нормативно-техническую документацию на новые виды продуктов питания с повышенной пищевой и биологической ценностью; разработать научно-обоснованную систему обеспечения населения биологически ценными натуральными экологически чистыми продуктами питания на основе местного растительного сырья.
Рассматриваемые проблемы решались в соответствии с госбюджетными темами «Совершенствование существующих и разработка перспективных технологий, процессов и аппаратов для хранения и переработки сельскохозяйственных продуктов и разработка экологически безопасных методов и средств утилизации отходов промышленной переработки винограда, плодов, ягод и овощей» и «Исследование безопасности и качества сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров, производимых и реализуемых в Республике Дагестан», а также в рамках конкурса Комитета Правительства «Дагвино», Гранта Фонда Г. Махачева по поддержке науки образования и культуры и Федерального конкурса Рособрнауки «Научные и научно-педагогические кадры инновационной науки».
Научная новизна исследований. Сформулирована научная концепция улучшения потребительских свойств, повышения пищевой ценности новых видов консервной продукции, кондитерских изделий и безалкогольных напитков на основе использования местного растительного сырья, разработки ресурсосберегающих технологий производства и переработки вторичных сырьевых ресурсов, создание биологически активных добавок.
Впервые в условиях Дагестана научно обоснована информационно-математическая модель качества местного растительного сырья на основе дифференциального, регрессионного и корреляционного анализов биохимических, технологических, микробиологических факторов, позволяющих прогнозировать пищевую и биологическую ценность готовой пищевой продукции.
Обоснованы закономерности влияния, химико-технологических особенностей сортов, товарной обработки, способов переработки на его пищевую ценность, безопасность и товарное качество столового винограда и продуктов его переработки.
Установлено влияние структурно-механических свойств ягод винограда на товарное качество консервной продукции и определена корреляционная зависимость между этими показателями;
Разработан механизм взаимосвязи исходных биохимических, технологических показателей с закономерностями их изменений в процессе консервирования.
Разработаны методологические подходы к прогнозированию оптимальных режимов стерилизации консервной продукции, основанные на выявлении пороговых значений температуры и продолжительности обработки консервов с учетом летальности микроорганизмов, структурно-механических особенностей винограда и кислотности среды.
Научно обоснована эффективность комплексной, безотходной технологии переработки винограда и плодово-ягодной продукции, позволяющая увеличить рентабельность производства.
Теоретически обоснован новый способ консервирования плодов и ягод с разработкой рецептуры по производству консервов для детского и диетического питания;
Разработана и научно обоснована система обеспечения населения продуктами повышенной пищевой и биологической ценности на основе винограда и плодово-ягодного сырья.
Практическая значимость работы:
Проведен мониторинг современного состояния перерабатывающей промышленности, а также отраслей виноградарства и плодоводства в РД и определена их роль в обеспечении продовольственной безопасности страны.
Собран банк данных по содержанию основных компонентов химического состава и структурно-механических свойств столовых сортов винограда и плодово-ягодной продукции;
Рекомендованы сорта и разработаны рецептуры для производства кондитерских изделий: шоколадные конфеты «Виноград в шоколаде» и драже «Виноградинка»;
Разработан новый безалкогольный напиток на основе винограда, имеющий функциональное назначение (патент № 2375928 от 20.12.2009г.);
Разработан новый способ консервирования плодов и ягод (патент № 2347505 от 27.02.2009г)
Разработана ресурсосберегающая технология производства БАД из выжимок винограда и отходов производства плодовых и овощных соков;
Разработаны технологии и рецептуры производства хлеба диетического, обогащенного БАД из семян винограда, а также хлебобулочных изделий функционального назначения с БАД на основе местного растительного сырья (патент № 2007130917 от 10.07. 2009 г);
Разработана ресурсосберегающая технология производства мармелада из сиропа, оставшегося после приготовления цукатов из винограда;
Разработаны методы оценки качества новых видов продукции: шоколадных конфет «Виноград в шоколаде» и драже «Виноградинка», а также метод оценки цветности напитка безалкогольного на основе винограда.
Разработаны технологии производства компотов и маринадов на основе оптимизации режима стерилизации для сортов Агадаи, Молдова, Декабрьский.
Разработаны рекомендации: «Повышение качества и пищевой ценности компотов и маринадов из винограда» и «Технологическая характеристика и внедрение в производство столовых сортов винограда с групповой устойчивостью для длительного хранения в условиях Северного Дагестана», утвержденные министерством сельского хозяйства РД);
На основе многолетних исследований изданы монографии «Научно-прикладные аспекты рационального использования столового винограда в Северном Дагестане» (2006), «Нетрадиционное сырье для производства хлебобулочных изделий» (2010), «Научно-практические основы производства биологически ценных продуктов питания на основе винограда и плодово-ягодного сырья» (2011).
Теоретические и экспериментальные результаты исследований включены в разработанные инновационные проекты: «Способ повышения пищевой ценности компотов и маринадов из винограда», «Повышение пищевой ценности хлебобулочных изделий на основе использования натуральных биологически активных веществ», «Производство безалкогольных напитков функционального назначения на основе винограда», «Разработка новых видов кондитерских изделий на основе винограда», «Совершенствование ассортимента и технология производства консервной продукции из винограда», «Консервы для детского и диетического питания», «Концептуальная модель производства столового винограда и продуктов его переработки в укрывной культуре в условиях Северного Дагестана».
Достоверность работы. Достоверность результатов исследований обеспечивается применением современных математических методов обработки экспериментальных данных.
Личное участие автора в работах – непосредственное участие на всех этапах постановки задачи, проведения экспериментов, теоретического анализа и обобщения полученных результатов.
Апробация работы: Результаты исследований докладывались и получили одобрение на конференциях профессорско-преподавательского состава ДГСХА в 2000 – 2010 гг.; ученом совете факультета агротехнологии и товароведения в 2001-2010 гг.; на региональных и межрегиональных научно-практических конференциях: «ВУЗ и АПК. Задачи, проблемы и пути решения» (Махачкала,2002); «Проблемы производства и переработки растениеводческой продукции» (Махачкала, 2002); «Экономическое и социальное развитие регионального АПК» (Махачкала, 2005). «Современные проблемы механизации сельскохозяйственного производства» (Махачкала, 2004); «Молодые ученые – АПК Республики Дагестан» (Махачкала,2005); «Современные проблемы механизации сельскохозяйственного производства» (Махачкала, 2006); «Молодые ученые – вклад в реализацию национального проекта «Развитие АПК» (Махачкала, 2007); «Проблемы и перспективы реализации национального проекта в АПК Дагестана (Махачкала, 2007); «Перспективы инновационного развития АПК» (Махачкала,2009); на Всероссийских научно-практических конференциях: «Молодые ученые – сельскому хозяйству России» (Москва, 2004); «Конкурентоспособность территорий и предприятий во взаимозависимом мире» (Екатеринбург, 2005); «Достижения науки – агропромышленному производству» (Челябинск, 2005); «Научно-прикладные аспекты дальнейшего развития и интенсификации виноградовинодельческой отрасли в связи со вступлением в ЕС и ВТО» (Махачкала, 2006); «Образование, наука, инновационный бизнес – сельскому хозяйству регионов», посвященной 75-летию ДГСХА (Махачкала, 2007); «Инновационное обеспечение развития плодоовощного комплекса Юга России» (пос. Персиановский, 2008); «Агротехнологические и экологические аспекты развития виноградовинодельческой отрасли», посвященной 100-летию Е.И. Захаровой (Новочеркасск, 2007); на международных научно-практических конференциях: «Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки» (Владикавказ, 2006); «Методологические аспекты создания прецизионных технологий возделывания плодовых культур и винограда» (Краснодар, 2006); «Основные проблемы, тенденции и перспективы устойчивого развития сельскохозяйственного производства» (Махачкала, 2006); «Использование инновационных технологий для решения проблем АПК в современных условиях», посвященный 65-летию ВГСХА (Волгоград, 2009); «Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки» (Махачкала, 2010), «Стратегия устойчивого развития и инновационные технологии в садоводстве и виноградарстве», посвященной 80-летию Героя Социалистического труда, д.с.-.х.н., академику Н.А. Алиеву (Махачкала, 2010); «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки», посвященной 85-летию члена-корреспондента РАСХН, д.в.н. профессора М.М. Джамбулатова (Махачкала, 2010).
Результаты исследований демонстрировались на межрегиональных выставках - ярмарках «Дагпродэкспо-2004,2006,2007,2008,2009,2010» на Международном экономическом форуме «Дагестан - новые региональные возможности» (Махачкала,2005). Результаты исследований рекомендованы и приняты Комитетом Правительства РД «Дагвино», НПО «Дагагровинпром», Министерством сельского хозяйства РД и реализуется на базе ГУПов «Аксай», «Хасавюртовский консервный завод», ООО «Махачкалахлебопродукт-1», ОАО «Махачкалинский булочно-кондитерский комбинат», ОАО «Махачкалинский хлебозавод №2», ОАО «Денеб».
Публикации результатов исследований. По теме диссертационной работы опубликовано 65 работ, в т.ч. 3 монографии, 2 рекомендации производству, получено 3 авторских свидетельства на изобретение (№ 2347505 от 27.02.2009г; № 2007130917 от 10.07. 2009 г.; № 2375928 от 20.12.2009). Материалы диссертации использованы при написании учебно-методических пособий.
Структура и объём работы. Диссертация изложена на 380 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, объектов и методики проведения исследований, результатов исследований, выводов и рекомендаций производству. Содержит 145 таблиц и 72 рисунка. Список использованной литературы включает 459 источников, в том числе 87 иностранных авторов.
Под методическим руководством и при непосредственном участии автора подготовлен 1 сотрудник на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук. Все теоретические разработки выполнены автором лично. В работе использованы экспериментальные материалы, полученные автором лично, а также совместно с сотрудниками Салмановым М.М., Аливовой Н.М., Хамавовой Э.М., Мусаевой Н.М., Давдиевой Л.М.
На защиту выносятся следующие основные положения:
Маркетинговые исследования состояния и перспектив развития перерабатывающей промышленности и отраслей плодоводства и виноградарств и выявление конъюнктуры спроса и предложения на продукты переработки местного плодово-ягодного сырья.
Системный подход к оценке биохимических, структурно-механических, микробиологических свойств винограда и плодово-ягодной продукции, позволяющих прогнозировать пищевую и биологическую ценность готовой продукции.
Совершенствование существующих и разработка новых технологий производства продуктов переработки винограда и другого плодово-ягодного сырья с повышенной пищевой и биологической ценность.
Ресурсосбегающие технологии переработки вторичных сырьевых ресурсов с целью использования их для производства биологически ценных продуктов питания.
Информационно-математическая модель рационального использования столовых сортов винограда по критериальным показателям качества на различные виды пищевых продуктов с целью получения продукта с повышенной пищевой и биологической ценностью.
Система обеспечения населения биологически ценными продуктами из винограда и плодово-ягодного сырья.
